JP6904314B2 - 熱間圧延ラインのウェッジ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱間圧延ラインのウェッジ制御装置に関する。

熱間圧延ラインにおいて板のウェッジは制御すべき重要な品質項目である。制御アクチュエータはレベリングであり、スタンド間の平坦度が悪化しない範囲で制御する必要がある。

図２は、ウェッジの定義を説明するための図である。図２に示すように、ウェッジとは、被圧延材の幅方向両端部の板厚の差である（式１）。幅方向両端部のうち、オペレータ室がある側をワークサイド、ドライブ装置が置いてある側をドライブサイドと呼ぶ。基準位置としては板幅端部から４０ｍｍ内側の位置をとることが多い。

ここで、

図３は、レベリング量の定義を説明するための図である。図３に示すように、レベリング量とは、圧延機のワークサイドとドライブサイドのロール間隙の差である（式２）。

ここで、

ウェッジは、圧延機の非対称性、被圧延材の幅方向板厚分布の非対称性のほか、温度むらやセンター位置のずれなどによる被圧延材にかかる荷重分布の非対称性によっても現れる。そこで、左右のロール間隙の差、すなわちレベリングを操作することによってウェッジを解消する試みがなされてきた。

特開平１０−１５６４１５号公報 特許第６０４４１９４号公報

特許文献１によれば、仕上圧延機出側で計測されたウェッジ量とウェッジ目標値との偏差を修正するフィードバック制御と、前記ウェッジ量から理論式を用いてウェッジを目標値とすべきレベリング修正量を出力する機能とを組み合わせたウェッジ制御を行っている。

また、特許文献２によれば、複数の圧延スタンドのうちの最終スタンドの出側での被圧延材のウェッジ比率、および各スタンドの差荷重の差に基づき、複数の圧延スタンドの各々のレベリングの修正量を算出し、定周期でレベリングを修正している。

特許文献１及び特許文献２によれば、計測されたウェッジもしくはウェッジ比率に基づいて、定周期で連続的にフィードバッグ出力に基づきレベリングを制御している。レベリングによる制御はウェッジの制御に効果的であるが、ロール間隙が左右非対称となり、スタンド間での蛇行及び片側伸び等の現象を引き起こし、圧延が不安定となりやすい。上述した特許文献にはレベリング制御による不安定な圧延（蛇行や片側伸び）を抑制する方法について記載がなく、改善の余地がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウェッジの計測値に基づいてレベリング量を修正するウェッジのダイナミック制御を実施する場合に、被圧延材の蛇行や片側伸びといった圧延が不安定となる現象を少なくし、安定した圧延を実現しつつ、目標とするウェッジを達成できる熱間圧延ラインのウェッジ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的の達成のため、本発明に係る熱間圧延ラインのウェッジ制御装置は以下のように構成される。

熱間圧延ラインは、仕上ミルと板プロファイル計測装置を備える。仕上ミルは、被圧延材を連続圧延するＮ（Ｎ≧２）基のスタンドを有する。各スタンドは、レベリング量に基づいて被圧延材のウェッジを制御する制御操作端を有する。板プロファイル計測装置は、仕上ミルの出側に設けられ、被圧延材のウェッジを含む板幅方向の板厚分布を計測する。

ウェッジ制御装置は、レベリング量計算部と、トラッキング部と、レベリング操作部とを備える。

レベリング量計算部は、被圧延材の製品仕様に基づいて、各スタンドの制御操作端の基準レベリング量ΔＳ_ｉ ^ＳＥＴおよびダイナミック制御用影響係数ｃ_ｉを計算する。

トラッキング部は、被圧延材上に追跡点を設定し、追跡点が板プロファイル計測装置に到達するまでトラッキングする。

レベリング操作部は、被圧延材の先端が板プロファイル計測装置を通過後、ダイナミック制御用影響係数ｃ_ｉに基づき、板プロファイル計測装置により計測されたウェッジと目標値との偏差を０にするための各スタンドのレベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）を計算する。また、レベリング操作部は、追跡点が各スタンドに到達するタイミングにおいて、基準レベリング量ΔＳ_ｉ ^ＳＥＴをレベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）で補正した最終レベリング量ΔＳ_{ｒｅｆ（ｉ）}を用いて対象スタンドｉ（１≦ｉ≦Ｎ）の制御操作端を順次制御するダイナミック制御を実施する。

これによれば、ダイナミック制御によるレベリングの変更を上流側から順に行なうことで、連続的な変化ではなく、断続的にレベリングを変化させることで、オペレータがレベリングを変更した被圧延材の位置を把握しやすくなる。

１つの態様では、レベリング操作部は、ダイナミック制御を実施中に圧延不安定要因が生じた場合に、少なくとも最終スタンドＮの前記レベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）を０にする。圧延不安定要因を検知できるタイミングとして、（１）仕上ミル出側における被圧延材の片側伸び検出時、（２）オペレータの介入によるレベリング量変更時、（３）走間板厚変更時、（４）仕上ミルの入側温度分布または入側ウェッジの急峻な変化検出時、が挙げられる。

仕上ミル出側における被圧延材の片側伸び発生に対する好ましい態様では、熱間圧延ラインは、仕上ミルの出側に設けられ、被圧延材の片側伸びを計測する平坦度計測装置をさらに備える。さらに、レベリング操作部は、ダイナミック制御を実施中に、被圧延材の片側伸びが生じた場合、かつ、レベリング修正量が片側伸びを悪化させる方向の場合に、少なくとも最終スタンドＮのレベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）を０にする。

これによれば、最終スタンド出側における片側伸びの発生を検知した場合に、一時的にレベリング修正量による変更をしないことで、被圧延材の片側伸びの悪化を抑制することができる。

オペレータの介入によるレベリング量変更に対する好ましい態様では、熱間圧延ラインは、各スタンドの制御操作端に対して、オペレータによるレベリング量の変更操作を可能とする制御操作端介入部をさらに備える。さらに、トラッキング部は、オペレータが変更した対象スタンドｉのレベリング量の極性が、レベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）の極性と異なる場合に、対象スタンドｉに位置する被圧延材上に新たな追跡点Ｂを設定する。さらに、レベリング操作部は、ダイナミック制御を実施中に、追跡点Ｂが設定された場合に、追跡点Ｂが板プロファイル計測装置に到達するまでの間、対象スタンドｉおよびその下流の各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_{ｄ（ｉ＋１）},…,ΔＳ_ｄ（Ｎ））を０にする。

これによれば、オペレータの介入時に、一時的にレベリング修正量による変更をしないことで、ウェッジ制御による蛇行や片側伸びのような圧延が不安定となる現象の発生を抑制することができる。

走間板厚変更に対する好ましい態様では、トラッキング部は、仕上ミルの入側上流において、被圧延材の走間板厚変更点に新たな追跡点Ｃを設定する。さらに、レベリング量計算部は、追跡点Ｃが設定された場合に、追跡点Ｃが仕上ミルの入側から板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を制御操作端の現在のレベリング量の実績値とする。さらに、レベリング操作部は、ダイナミック制御を実施中に、追跡点Ｃが設定された場合に、追跡点Ｃが仕上ミルの入側から板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（Ｎ））を０にする。

これによれば、走間板厚変更時における制御操作端のレベリング量の実績値を用いて、一時的にレベリングを制御することで、蛇行や片側伸びのような圧延が不安定となる現象の発生を抑制することができる。

仕上ミルの入側温度分布の急峻な変化に対する好ましい態様では、熱間圧延ラインは、仕上ミルの入側に設けられ、被圧延材の入側温度を計測する入側温度計をさらに備える。さらに、トラッキング部は、入側温度の時間変化が温度分布変化閾値より大きい場合に、仕上ミルの入側の被圧延材上に新たな追跡点Ｄを設定する。さらに、レベリング量計算部は、追跡点Ｄが設定された場合に、追跡点Ｄが仕上ミルの入側から板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を制御操作端の現在のレベリング量の実績値とする。さらに、レベリング操作部は、ダイナミック制御を実施中に、追跡点Ｄが設定された場合に、追跡点Ｄが仕上ミルの入側から板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（N））を０にする。

仕上ミルの入側ウェッジの急峻な変化に対する好ましい態様では、熱間圧延ラインは、仕上ミルの入側に設けられ、被圧延材の入側ウェッジを計測する入側板プロファイル計測装置をさらに備える。さらに、トラッキング部は、入側ウェッジの時間変化がウェッジ変化閾値より大きい場合に、仕上ミルの入側の被圧延材上に新たな追跡点Ｅを設定する。さらに、レベリング量計算部は、追跡点Ｅが設定された場合に、追跡点Ｅが仕上ミルの入側から板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を制御操作端の現在のレベリング量の実績値とする。さらに、レベリング操作部は、ダイナミック制御を実施中に、追跡点Ｅが設定された場合に、追跡点Ｅが仕上ミルの入側から板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（N））を０にする。

本発明に係る熱間圧延ラインのウェッジ制御装置によれば、ウェッジの計測値に基づいてレベリング量を修正するウェッジのダイナミック制御を実施する場合に、被圧延材の蛇行や片側伸びといった圧延が不安定となる現象を少なくし、安定した圧延を実現しつつ、目標とするウェッジを達成できる。

ウェッジ制御装置の構成図である。 ウェッジの定義を説明するための図である。 レベリング量の定義を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る熱間圧延ラインの構成例を示す図である。 ダイナミック制御開始前におけるレベリング量決定タイミングを示す図である。 ダイナミック制御開始タイミングを示す図である。 ダイナミック制御中の処理について説明するための図である。 ダイナミック制御終了タイミングを示す図である。 ウェッジのダイナミック制御の一例を示すタイムチャートである。 最終スタンド出側で被圧延材の片側伸びを計測した時の制御例を示すタイムチャートである。 オペレータ介入時の処理を説明するための図である。 オペレータ介入時の制御例を示すタイムチャートである。 学習計算タイミングを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る走間板厚変更時の処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係る熱間圧延ラインの構成例を示す図である。 各実施の形態のウェッジ制御装置１が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について説明する。まず、対象となる熱間圧延ラインの構成について説明する。

（熱間圧延ラインの構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る熱間圧延ラインの構成例を示す図である。主な装置として、仕上ミル４ａ、板プロファイル計測装置（プロファイルゲージ）４ｂ、平坦度計測装置４ｃ、巻取機４ｄ等の設備を備える。

仕上ミル４ａは、被圧延材４ｅを連続圧延する複数のスタンド４１（圧延スタンド群）を有する。各スタンド４１は、レベリング量に基づいて被圧延材４ｅのウェッジを制御する制御操作端４２を有する。制御操作端４２はレベリングであり、スタンド４１のワークサイドとドライブサイドのロール間隙の差を操作できる制御アクチュエータである。

板プロファイル計測装置４ｂは、仕上ミル４ａの出側に設けられ、被圧延材４ｅのウェッジを含む板幅方向の板厚分布を計測する。平坦度計測装置４ｃは、仕上ミル４ａの出側に設けられ、平坦度を計測し、被圧延材４ｅの片側伸びの発生を把握できる。巻取機４ｄは、仕上ミル４ａに圧延された被圧延材４ｅを巻き取る。

（ウェッジ制御装置）
図１は、ウェッジ制御装置１の構成図である。ウェッジ制御装置１は、板プロファイル計測装置４ｂにより計測されたウェッジ量に基づき、各スタンドのレベリング量を上流側から順に変更して、ウェッジ量を所望とする範囲内に制御できる。

入力部１ｆは、被圧延材４ｅの寸法（目標とするウェッジ幅、各スタンド出側の目標板厚、コイル目標幅）など、ウェッジ制御に必要なデータを、レベリング量計算部１ａへ送信する。

制御操作端介入部１ｃは、各スタンドの制御操作端４２に対して、オペレータの手動によるレベリング量の変更操作を可能とする。制御操作端介入部１ｃは、オペレータが入力したレベリング量を、レベリング操作部１ｂへ送信する。

実績収集部１ｄは、板プロファイル計測装置４ｂで計測されたウェッジ、各スタンドの制御操作端４２のレベリング量などの実績データを収集する。

トラッキング部１ｅは、被圧延材４ｅ上に追跡点を設定し、圧延の進行に伴い移動していく追跡点が板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでトラッキングする。

表示部１ｋは、トラッキング部１ｅが追跡している被圧延材４ｅ上の追跡点を画面上に表示する。これによりオペレータは、後述するウェッジのダイナミック制御によるレベリングの変更点（追跡点Ａ）、オペレータ介入によるレベリングの変更点（追跡点Ｂ）、走間板厚変更点（追跡点Ｃ）、仕上ミル入側温度が急峻に変化した点（追跡点Ｄ）、入側ウェッジが急峻に変化した点（追跡点Ｅ）を把握することができる。

レベリング量計算部１ａは、入力部１ｆから受信した被圧延材４ｅの製品仕様に基づいて、各スタンドの制御操作端４２の基準レベリング量およびダイナミック制御用影響係数を計算する。レベリング量計算部１ａは、基準レベリング量およびダイナミック制御用影響係数をレベリング操作部１ｂへ送信する。

詳細には、レベリング量計算部１ａは、レベリング量決定機能１ｈ、学習計算機能１ｊ、影響係数決定機能１ｉを備える。

レベリング量決定機能１ｈは、入力部１ｆからのデータに基づいて、被圧延材４ｅのウェッジを目標値とするように基準レベリング量を決定する。

学習計算機能１ｊは、実績収集部１ｄから受信した実績データに基づき、レベリング量の学習値を計算し、レベリング量決定機能１ｈへ出力する。

影響係数決定機能１ｉは、レベリング操作部１ｂが良好にウェッジを目標閾値内に制御できるように、レベリング変更量に対するウェッジの変化量を示すダイナミック制御用影響係数を計算する。

レベリング操作部１ｂは、ウェッジのダイナミック制御の開始前において、被圧延材４ｅが通板する前に、各スタンドの制御操作端４２を基準レベリング量に基づき制御しておく。

また、レベリング操作部１ｂは、被圧延材４ｅが通板した後にダイナミック制御を開始する。具体的には、レベリング操作部１ｂは、被圧延材４ｅの先端が板プロファイル計測装置４ｂを通過後、ダイナミック制御用影響係数に基づき、板プロファイル計測装置４ｂにより計測されたウェッジと目標値との偏差を０にするための各スタンドのレベリング修正量を計算する。さらにレベリング操作部１ｂは、追跡点が各スタンドに到達するタイミングにおいて、基準レベリング量をレベリング修正量で補正した最終レベリング量を用いて対象スタンドｉ（１≦ｉ≦Ｎ）の制御操作端４２を順次制御するダイナミック制御を実施する。

（ウェッジ制御装置の処理：ダイナミック制御開始前）
実施の形態１に係るウェッジ制御装置１における制御操作端の設定計算の流れについて、図１の各部の処理と合わせて説明する。設定計算とは、圧延機設定諸元のうち、理論的に計算できる部分を数式モデル化して数値計算することをいう。

図５は、ダイナミック制御開始前におけるレベリング量決定タイミングを示す図である。図５に示すように、被圧延材４ｅの先端が仕上ミル４ａに進入する前に、レベリング量計算部１ａ内の影響係数決定機能１ｉは、各スタンドのダイナミック制御用影響係数ｃ_ｉを計算する（式３）。

ここで、

ミル剛性Ｍ_ｉ、塑性係数Ｑ_ｉ、各パス出側板厚ｈ_ｉ、目標コイル幅Ｂ_Ｆは、それぞれ入力部１ｆから入手される。調整係数α_ｉは、レベリング量計算部１ａ内部のテーブル値を使用する。

また、レベリング量計算部１ａ内のレベリング量決定機能１ｈは、被圧延材４ｅがスタンドに進入する前（通板時）の基準レベリング量を、初期値テーブル値、学習値、もしくは現在値より計算する（式４〜式６）。

例えば、ロール交換後の一本目などは初期値を使用する。２本目以降は前回材の学習値、または現在値をそのまま使用することができる。

レベリング量計算部１ａは、各スタンドの基準レベリング量ΔＳ_ｉ ^ＳＥＴとダイナミック制御用影響係数ｃ_ｉを、上記レベリング操作部１ｂへ送信する。レベリング操作部１ｂは、被圧延材４ｅが仕上ミル４ａに進入する前に、各スタンドの基準レベリング量ΔＳ_ｉ ^ＳＥＴに基づき、制御操作端４２のレベリング量を操作する（式７）。

（ウェッジ制御装置の処理：ダイナミック制御開始以後）
続いて、ダイナミック制御開始以後の処理ついて説明する。図６は、ダイナミック制御開始タイミングを示す図である。図６に示すように、被圧延材４ｅの先端が板プロファイル計測装置４ｂを通過してから、ある一定距離ＬＳ_ｍｒｇを通過した後、ダイナミック制御が開始される。一定距離ＬＳ_ｍｒｇは、鋼種、圧延材のサイズ（板厚、板幅、長さ）に基づき決定される（式８）。

ここで、

図７は、ダイナミック制御中の処理について説明するための図である。図７に示すように、ダイナミック制御では、板プロファイル計測装置４ｂにより計測されたウェッジに基づきレベリングを変更する。はじめに、計測されたウェッジに基づき、レベリング操作部１ｂは、前段側数スタンドのレベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）を計算する（式９）。

ここで、

上流側スタンドＮｏ．１〜ｊまでは、計算終了と同時にレベリング量を変更する。変更基準スタンド番号ｊは、レベリング操作部１ｂの中で予め決めておく。例えば、５つのスタンドを有する仕上ミル４ａであれば、スタンドＮｏ．１もしくはスタンドＮｏ．２を変更基準スタンドとする。

トラッキング部１ｅは、レベリング量の変更が完了した時、スタンドＮｏ．ｊに位置する被圧延材４ｅ上に追跡点Ａを設定する。圧延により追跡点Ａは下流側に移動していくので、トラッキング部１ｅは、随時、この点を追跡する。追跡点ＡがＮｏ．ｊより下流に位置する各スタンドＮｏ．ｊ＋１〜Ｎｏ．Ｎに到達した時に、レベリング操作部１ｂは、当該スタンドのレベリング量を変更する。すなわち、上流側から下流側まで、順番にレベリング量を変更していく。変更された結果、各スタンドの最終レベリング量は式１０で表される。式１０の左辺は、最終レベリング量であり、右辺第一項は、式９のレベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）、右辺第二項は式７の基準レベリング量である。

追跡点Ａが板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでは、レベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）は計算しないでおき、追跡点Ａが板プロファイル計測装置４ｂに到達した時、計測されたウェッジに基づき、各スタンドのレベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）を再度計算する。このレベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）を計算する際に必要とする計測時間は、板プロファイル計測装置４ｂの応答速度による（数ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ）。このようにして、以下に示すダイナミック制御終了点まで制御を繰り返す。

図８は、ダイナミック制御終了タイミングを示す図である。図８に示すように、被圧延材４ｅの尾端がスタンドＮｏ．１に到達する一定距離ＬＦ_ｍｒｇ手前でダイナミック制御を終了する。

図９は、ウェッジのダイナミック制御の一例を示すタイムチャートである。仕上ミル４ａのスタンド数は５（Ｎ＝５）とする。横軸は時間とタイミングを示し、縦軸に上からウェッジＷ_４０、スタンドＮｏ．１のレベリング量ΔＳ_{ｒｅｆ（１）}、スタンドＮｏ．１のレベリング修正量ΔＳ_ｄ（１）、以下スタンドＮｏ．２〜Ｎｏ．５までのレベリング量とレベリング修正量を示している。

まず、設定計算タイミングｔ１において、レベリング量計算部１ａは設定計算により基準レベリング量を決定する。レベリング操作部１ｂは、決定した基準レベリング量に各スタンドを変更する。時刻ｔ２において、被圧延材４ｅの先端が板プロファイル計測装置４ｂに到達すると、ウェッジの計測が開始される。時刻ｔ３において、被圧延材４ｅの先端が板プロファイル計測装置４ｂからある一定距離ＬＳ_ｍｒｇ進んだのち、ダイナミック制御が開始される。まず時刻ｔ４において、レベリング操作部１ｂは、スタンドＮｏ．１とＮｏ．２のレベリング量をレベリング修正量に基づき変更する。そして、トラッキング部１ｅは、追跡点ＡをスタンドＮｏ．２の位置に設定する（ｊ＝２の場合）。

追跡点Ａが各スタンド（Ｎｏ．３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５）に到達した時（時刻ｔ５，時刻ｔ６，時刻ｔ７）に、それぞれのスタンドのレベリング修正量に基づき、レベリング量を変更する。時刻ｔ８において、追跡点Ａが板プロファイル計測装置４ｂに到達し、次のレベリング修正量を計算するためウェッジの実績値が収集される。時刻ｔ９において、再び、スタンドＮｏ．１とＮｏ．２のレベリング量をレベリング修正量に基づき変更し、追跡点ＡをスタンドＮｏ．２の位置に作成する。これらを制御終了まで繰り返すことにより、ウェッジを目標値内に制御することができる。

ところで、ウェッジの実測値に基づいてレベリング量を変更するダイナミック制御は、ウェッジの制御に効果的であるが、ロール間隙が左右非対称となり、スタンド間での蛇行及び片側伸び等の現象を引き起こす、圧延を不安定にさせやすい制御でもある。そこで、本実施形態に係るレベリング操作部１ｂは、ダイナミック制御を実施中に圧延不安定要因が生じた場合に、少なくとも最終スタンドＮの前記レベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）を０にする。これにより、最終スタンドＮのレベリング量が変更されず（式１０）、被圧延材４ｅの蛇行や片側伸びといった圧延が不安定となる現象を小さくできる。

（片側伸び発生時の処理）
平坦度計測装置４ｃによれば、仕上ミル４ａの出側における被圧延材４ｅの片側伸びを検出できる。片側伸びが発生している状況は、片側伸びを増幅させる方向には制御させないようにすべきである。そこで、レベリング操作部１ｂは、ダイナミック制御を実施中に、被圧延材４ｅの片側伸びが生じた場合、かつ、最終スタンドのレベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）が片側伸びを悪化させる方向の場合（式１１または式１２が成立する場合）に、少なくとも前記最終スタンドＮの前記レベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）を０にする（式１３）。これにより、最終スタンドＮの最終レベリング量ΔＳ_{ｒｅｆ（Ｎ）}は、レベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）による変更を受けない（式１４）。

ここで、

図１０は、最終スタンド出側で被圧延材の片側伸びを計測した時の制御例を示すタイムチャートである。仕上ミル４ａのスタンド数は５（Ｎ＝５）とする。横軸は時間とタイミングを示し、縦軸に上からウェッジＷ_４０、最終スタンド出側の平坦度計測値ＡＦ_ａｃｔ、スタンドＮｏ．１のレベリング量ΔＳ_{ｒｅｆ（１）}、スタンドＮｏ．１のレベリング修正量ΔＳ_ｄ（１）、以下スタンドＮｏ．２〜Ｎｏ．５までのレベリング量とレベリング修正量を示している。

時刻ｔ１から時刻ｔ８までの処理については図９と同様である。時刻ｔ９において、再び、スタンドＮｏ．１とＮｏ．２のレベリング量をレベリング修正量に基づき変更し、追跡点ＡをスタンドＮｏ．２の位置に作成する。また、平坦度計測装置４ｃにより被圧延材４ｅの片側伸びが計測される。この場合、２回目の最終スタンドのレベリングを変更するタイミング（時刻ｔＡ）では、レベリング修正量を０とし、レベリングの変更を行わない。

以上のように、最終スタンド出側における片側伸びの発生を検知した場合に、一時的にレベリング修正量による変更をしないことで、被圧延材の片側伸びの悪化を抑制することができる。

（オペレータ介入時の処理）
各スタンド間において片側伸びが発生、もしくは蛇行することもある。各スタンド間にはセンサがないので、オペレータの目視による確認が必要であり、片側伸びや蛇行を抑制するためのレベリングの手動介入が行われる。このとき、オペレータ介入によるレベリング量変更によって圧延が不安定となる現象を防止すべきである。

図１１は、オペレータ介入時の処理を説明するための図である。レベリング操作部１ｂは、制御操作端介入部１ｃから入力されたレベリング量に基づき対象スタンドｉのレベリング量を変更する。トラッキング部１ｅは、オペレータが変更した対象スタンドｉのレベリング量の極性が、レベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）の極性と異なる場合（式１５または式１６が成立する場合）に、対象スタンドｉに位置する被圧延材４ｅ上に新たな追跡点Ｂを設定する。また、トラッキング部１ｅは追跡点Ａを消去する。さらに、レベリング操作部１ｂは、ダイナミック制御を実施中に、追跡点Ｂが設定された場合に、追跡点Ｂが板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでの間、対象スタンドｉおよびその下流の各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_{ｄ（ｉ＋１）},…,ΔＳ_ｄ（Ｎ））を０にする。追跡点Ｂが板プロファイル計測装置４ｂに到達した後、ウェッジ計測値に基づき、ウェッジ制御変更量を計算し、新たに追跡点Ａを作成する。

これによれば、オペレータの介入時に、一時的にレベリング修正量による変更をしないことで、ウェッジ制御による蛇行や片側伸びのような圧延が不安定となる現象の発生を抑制することができる。

図１２は、オペレータ介入時の制御例を示すタイムチャートである。仕上ミル４ａのスタンド数は５（Ｎ＝５）とする。横軸は時間とタイミングを示し、縦軸に上からウェッジＷ_４０、スタンドＮｏ．１のレベリング量ΔＳ_{ｒｅｆ（１）}、スタンドＮｏ．１のレベリング修正量ΔＳ_ｄ（１）、スタンドＮｏ．２のレベリング量ΔＳ_{ｒｅｆ（２）}、スタンドＮｏ．２のレベリング修正量ΔＳ_ｄ（２）、スタンドＮｏ．２のオペレータによるレベリング修正量ΔＳ_Ｏ（２）以下スタンドＮｏ．３〜Ｎｏ．５までのレベリング量とレベリング修正量を示している。

図１２には、１回目のレベリング制御によるレベリング量の変更にあたり、スタンドＮｏ．１およびＮｏ．２のレベリング量を変更した後、オペレータがスタンドＮｏ．２のレベリング量に介入している場合が示されている。時刻ｔ１から時刻ｔ４までの処理については図９と同様である。時刻ｔＢにおいて、オペレータがスタンドＮｏ．２のレベリング量に介入した際、トラッキング部１ｅは、追跡点ＢをスタンドＮｏ．２に生成し、追跡点Ａを消去する。さらに、レベリング操作部１ｂは、スタンドＮｏ．２およびその下流の各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_ｄ（２）,…,ΔＳ_ｄ（５））を０にする。これによれば、オペレータの介入した点が、板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでレベリングの変更が行われず、レベリング変更に伴う不安定性の発生を防止することができる。

（学習計算）
図１３は、学習計算タイミングを示す図である。学習計算機能１ｊは、被圧延材４ｅの先端が、板プロファイル計測装置４ｂを通過してから一定距離ＬＬ_ｍｒｇ進んだ時に、実績収集部１ｄが収集したウェッジとレベリング量の実績値に基づいて、学習値を計算する。まず、実績ウェッジから必要レベリング修正量を以下の式１８を用いて算出する。ここで、χは、評価基準点の位置で、板幅方向端部からの距離[mm]で示す（通常はχ＝４０ｍｍ）。

学習値は、上記必要レベリング修正量とオペレータが入力したレベリングの総量、および分配係数に基づき、各スタンドのレベリング量の補正量として割り振る（式１９）。

ここで、

以下に示すように学習値の更新を行なう。ここで、β_ＬＶＬｉは更新ゲインで、学習計算機能１ｊの中で予め決めておく。

更新した学習値は、上述の式５に示すように、レベリング量決定機能１ｈが、次材が通板する前に通板時のレベリング量として決定する。

実施の形態２．
次に、図１、図４、図１４を参照して本発明の実施の形態２について説明する。

（走間板厚変更）
図４を参照して、熱間圧延ラインにおける走間板厚変更について説明する。図４の熱間圧延ラインでは、１つの被圧延材４ｅに対して複数の目標板厚を設定して、圧延中に目標板厚を変更することで異なる板厚を持つ部分を作成する走間板厚変更を実施できる。

ここで、異なる目標板厚を２つ以上持つ場合、先に圧延される目標板厚を持つ部分を先行部、後に圧延される目標板厚を持つ部分を後行部と呼ぶことにする。図４に示す先行部４ｇは、仕上ミル４ａの圧延スタンド群によって圧延されている。変更点４ｆは、先行部４ｇと後行部４ｈの境目のあたりで、変更点４ｆの位置は、製品コイルの寸法から決められている。圧延は連続的に行われており、この変更点４ｆは上流から下流側へと移動していく。変更点４ｆは随時トラッキングされている。

変更点４ｆが各スタンドに到達する直前に、仕上ミル４ａの各スタンドのロールギャップを変更することで、仕上ミル４ａの最終スタンド出側において製品の板厚が異なる部分を作成できる。

尚、巻取機前シャー４ｉを有するミルにおいては、変更点４ｆが巻取機前シャー４ｉに到達した時に先行部４ｇから切断し、後行部４ｈは、先行部４ｇが巻取られている巻取機４ｄとは別の巻取機に巻取られることで、板厚の異なる複数のコイルを作成することもできる。

（走間板厚変更時の処理）
上述の走間板厚変更では、変更点４ｆにおいてロールギャップが大きく変更され、板厚スケジュールが変更される。そのため、片側伸びや板の蛇行などが発生し、圧延が不安定になりやすい。そこで、実施の形態２に係るウェッジ制御装置１では、走間板厚変更時は、仕上ミル４ａの入側から一定距離前に到達した時に、ダイナミック制御をホールドして、一時的に、各スタンドのレベリング量を変更しないこととした。

図１４は、本発明の実施の形態２に係る走間板厚変更時の処理を説明するための図である。図１のトラッキング部１ｅは、仕上ミル４ａの入側上流において、被圧延材４ｅの走間板厚変更点に新たな追跡点Ｃを設定する。走間板厚変更点は、走間板厚変更を行うポイントであり、材料の寸法から決められる。トラッキング部１ｅは、圧延開始前からその点を追跡する。

また、実績保持部１ｇは、走間板厚変更点が仕上ミル４ａの入側から一定距離前に到達した時、実績収集部１ｄが収集した各制御操作端４２の現在のレベリング量の実績値と共に、レベリング量計算部１ａにレベリング量を変更しないように指令する。

レベリング量計算部１ａは、追跡点Ｃが設定された場合に、追跡点Ｃが仕上ミル４ａの入側から板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでの間、各スタンドの基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を制御操作端の現在のレベリング量の実績値とする（式６）。レベリング量計算部１ａは、ダイナミック制御用影響係数のみ式３に基づいて変更する。追跡点Ｃが通過するまではダイナミック制御がホールドされ、追跡点Ｃが板プロファイル計測装置４ｂに到達した時、ダイナミック制御を開始する。

レベリング操作部１ｂは、ダイナミック制御を実施中に、追跡点Ｃが設定された場合に、追跡点Ｃが仕上ミル４ａの入側から板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでの間、各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（Ｎ））を０にする。

このように、走間板厚変更点（新たな追跡点Ｃ）を追跡し、追跡点Ｃが最上流に位置する圧延スタンドに進入する前から、板プロファイル計測装置４ｂを通過するまでの間、各スタンドのレベリング量を変更しないことにより、レベリング変更による圧延不安定性を防止することができる。

ところで、上述した実施の形態２のウェッジ制御装置１は、単に走間板厚変更時の処理を備えた構成でもよいし、実施の形態１で説明した片側伸び発生時の処理およびオペレータ介入時の処理をさらに備えた構成であってもよい。

実施の形態３．
次に、図１、図１５を参照して本発明の実施の形態３について説明する。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る熱間圧延ラインの構成例を示す図である。図１５に示すシステム構成は、入側温度計１５ａ、入側板プロファイル計測装置１５ｂが追加されている点を除き、図４と同様である。

入側温度計１５ａは、仕上ミル４ａの入側に設けられ、被圧延材４ｅの入側温度を計測する。入側板プロファイル計測装置１５ｂは、仕上ミル４ａの入側に設けられ、被圧延材４ｅの入側ウェッジを計測する。

（仕上ミルの入側温度分布または入側ウェッジが急峻に変化した場合の処理）
仕上ミル４ａの入側温度分布または入側ウェッジが急峻に変化することは、圧延が不安定になる要因である。そこで、実施の形態３では、以下の条件（式２２または式２３）が成り立つ場合に、仕上ミル４ａの入側から一定距離前に到達した時に、ダイナミック制御をホールドして、一時的に、各スタンドのレベリング量を変更しないこととした。

ここで、

図１のトラッキング部１ｅは、入側温度の時間変化が温度分布変化閾値より大きい場合（式２２）に、仕上ミル４ａの入側の被圧延材４ｅ上に新たな追跡点Ｄを設定する。また、トラッキング部１ｅは、入側ウェッジの時間変化がウェッジ変化閾値より大きい場合（式２３）に、仕上ミル４ａの入側の被圧延材４ｅ上に新たな追跡点Ｅを設定する。

また、実績保持部１ｇは、追跡点Ｄまたは追跡点Ｅが設定された時、実績収集部１ｄが収集した各制御操作端４２の現在のレベリング量の実績値と共に、レベリング量計算部１ａにレベリング量を変更しないように指令する。

レベリング量計算部１ａは、追跡点Ｄ（または追跡点Ｅ）が設定された場合に、追跡点Ｄ（または追跡点Ｅ）が仕上ミル４ａの入側から板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでの間、各スタンドの基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を制御操作端の現在のレベリング量の実績値とする（式６）。レベリング量計算部１ａは、ダイナミック制御用影響係数のみ式３に基づいて変更する。追跡点Ｄ（または追跡点Ｅ）が通過するまではダイナミック制御がホールドされ、追跡点Ｄ（または追跡点Ｅ）が板プロファイル計測装置４ｂに到達した時、ダイナミック制御を開始する。

レベリング操作部１ｂは、ダイナミック制御を実施中に、追跡点Ｄ（または追跡点Ｅ）が設定された場合に、追跡点Ｄ（または追跡点Ｅ）が仕上ミル４ａの入側から板プロファイル計測装置４ｂに到達するまでの間、各スタンドのレベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（N））を０にする。

このように、仕上ミル４ａの入側において被圧延材４ｅの温度もしくはウェッジが急峻に変化している場合に、新たな追跡点を設定し、追跡点が最上流に位置する圧延スタンドに進入する前から、板プロファイル計測装置４ｂを通過するまでの間、各スタンドのレベリング量を変更しないことにより、レベリング変更による圧延不安定性を防止することができる。

ところで、上述した実施の形態３のウェッジ制御装置は、単に仕上ミルの入側温度分布または入側ウェッジが急峻に変化した場合の処理を備えた構成でもよいし、実施の形態１で説明した片側伸び発生時の処理およびオペレータ介入時の処理をさらに備えた構成であってもよい。また、実施の形態２で説明した走間板厚変更時の処理をさらに備えた構成であってもよい。

（ハードウェア構成例）
図１６は、各実施の形態のウェッジ制御装置１が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。上述した各部の機能は処理回路により実現される。一態様として、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。

処理回路がプロセッサ９１とメモリ９２とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

処理回路が専用のハードウェア９３を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路で実現される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

ＡＦ_ａｃｔ 平坦度計測値
１ ウェッジ制御装置
１ａ レベリング量計算部
１ｂ レベリング操作部
１ｃ 制御操作端介入部
１ｄ 実績収集部
１ｅ トラッキング部
１ｆ 入力部
１ｇ 実績保持部
１ｈ レベリング量決定機能
１ｉ 影響係数決定機能
１ｊ 学習計算機能
１ｋ 表示部
４ａ 仕上ミル
４ｂ 板プロファイル計測装置
４ｃ 平坦度計測装置
４ｄ 巻取機
４ｅ 被圧延材
４ｆ 変更点
４ｇ 先行部
４ｈ 後行部
４ｉ 巻取機前シャー
１５ａ 入側温度計
１５ｂ 入側板プロファイル計測装置
４１ スタンド
４２ 制御操作端
９１ プロセッサ
９２ メモリ
９３ ハードウェア

Claims (6)

1. 被圧延材を連続圧延するＮ（Ｎ≧２）基のスタンドを有し、各スタンドはレベリング量に基づいて前記被圧延材のウェッジを制御する制御操作端を有する仕上ミルと、
   前記仕上ミルの出側に設けられ、前記被圧延材のウェッジを計測する板プロファイル計測装置と、を備える熱間圧延ラインのウェッジ制御装置であって、
   前記被圧延材の製品仕様に基づいて、各スタンドの前記制御操作端の基準レベリング量ΔＳ_ｉ ^ＳＥＴおよびダイナミック制御用影響係数ｃ_ｉを計算するレベリング量計算部と、
   前記被圧延材上に追跡点を設定し、該追跡点が前記板プロファイル計測装置に到達するまでトラッキングするトラッキング部と、
   前記被圧延材の先端が前記板プロファイル計測装置を通過後、前記ダイナミック制御用影響係数ｃ_ｉに基づき、前記板プロファイル計測装置により計測されたウェッジと目標値との偏差を０にするための各スタンドのレベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）を計算し、前記追跡点が各スタンドに到達するタイミングにおいて、前記基準レベリング量ΔＳ_ｉ ^ＳＥＴを前記レベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）で補正した最終レベリング量ΔＳ_{ｒｅｆ（ｉ）}を用いて対象スタンドｉ（１≦ｉ≦Ｎ）の前記制御操作端を順次制御するダイナミック制御を実施するレベリング操作部と、を備え、
   前記レベリング操作部は、前記ダイナミック制御を実施中に圧延不安定要因が生じた場合に、少なくとも最終スタンドＮの前記レベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）を０にすること、
   を特徴とする熱間圧延ラインのウェッジ制御装置。
2. 前記仕上ミルの出側に設けられ、前記被圧延材の片側伸びを計測する平坦度計測装置をさらに備え、
   前記レベリング操作部は、前記ダイナミック制御を実施中に、前記被圧延材の片側伸びが生じた場合、かつ、前記レベリング修正量が片側伸びを悪化させる方向の場合に、少なくとも前記最終スタンドＮの前記レベリング修正量ΔＳ_ｄ（N）を０にすること、
   を特徴とする請求項１記載の熱間圧延ラインのウェッジ制御装置。
3. 各スタンドの前記制御操作端に対して、オペレータによるレベリング量の変更操作を可能とする制御操作端介入部をさらに備え、
   前記トラッキング部は、オペレータが変更した対象スタンドｉのレベリング量の極性が、前記レベリング修正量ΔＳ_ｄ（ｉ）の極性と異なる場合に、該対象スタンドｉに位置する前記被圧延材上に新たな追跡点Ｂを設定し、
   前記レベリング操作部は、前記ダイナミック制御を実施中に、前記追跡点Ｂが設定された場合に、前記追跡点Ｂが前記板プロファイル計測装置に到達するまでの間、前記対象スタンドｉおよびその下流の各スタンドの前記レベリング修正量（ΔＳ_{ｄ（ｉ＋１）},…,ΔＳ_ｄ（Ｎ））を０にすること、
   を特徴とする請求項１または２記載の熱間圧延ラインのウェッジ制御装置。
4. 前記トラッキング部は、前記仕上ミルの入側上流において、前記被圧延材の走間板厚変更点に新たな追跡点Ｃを設定し、
   前記レベリング量計算部は、前記追跡点Ｃが設定された場合に、前記追跡点Ｃが前記仕上ミルの入側から前記板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの前記基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を前記制御操作端の現在のレベリング量の実績値とし、
   前記レベリング操作部は、前記ダイナミック制御を実施中に、前記追跡点Ｃが設定された場合に、前記追跡点Ｃが前記仕上ミルの入側から前記板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの前記レベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（Ｎ））を０にすること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱間圧延ラインのウェッジ制御装置。
5. 前記仕上ミルの入側に設けられ、前記被圧延材の入側温度を計測する入側温度計をさらに備え、
   前記トラッキング部は、前記入側温度の時間変化が温度分布変化閾値より大きい場合に、前記仕上ミルの入側の前記被圧延材上に新たな追跡点Ｄを設定し、
   前記レベリング量計算部は、前記追跡点Ｄが設定された場合に、前記追跡点Ｄが前記仕上ミルの入側から前記板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの前記基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を前記制御操作端の現在のレベリング量の実績値とし、
   前記レベリング操作部は、前記ダイナミック制御を実施中に、前記追跡点Ｄが設定された場合に、前記追跡点Ｄが前記仕上ミルの入側から前記板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの前記レベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（N））を０にすること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱間圧延ラインのウェッジ制御装置。
6. 前記仕上ミルの入側に設けられ、前記被圧延材の入側ウェッジを計測する入側板プロファイル計測装置をさらに備え、
   前記トラッキング部は、前記入側ウェッジの時間変化がウェッジ変化閾値より大きい場合に、前記仕上ミルの入側の前記被圧延材上に新たな追跡点Ｅを設定し、
   前記レベリング量計算部は、前記追跡点Ｅが設定された場合に、前記追跡点Ｅが前記仕上ミルの入側から前記板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの前記基準レベリング量（ΔＳ_１ ^ＳＥＴ,…, ΔＳ_Ｎ ^ＳＥＴ）を前記制御操作端の現在のレベリング量の実績値とし、
   前記レベリング操作部は、前記ダイナミック制御を実施中に、前記追跡点Ｅが設定された場合に、前記追跡点Ｅが前記仕上ミルの入側から前記板プロファイル計測装置に到達するまでの間、各スタンドの前記レベリング修正量（ΔＳ_ｄ（１）,…,ΔＳ_ｄ（N））を０にすること、
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱間圧延ラインのウェッジ制御装置。

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